Современное лечение онкологических больных включает комбинацию хирургического лечения с химиотерапией и/или лучевой терапией. Появление новых методик хирургического лечения с применением пересаженных тканевых лоскутов требует разработки методов профилактики отторжения лоскута и раневых осложнений. Несмотря на появление усовершенствованной техники подведения дозы облучения к мишени, прилежащие здоровые органы и ткани все же испытывают лучевую нагрузку. Развитие лучевых реакций может привести к вынужденному прерыванию курса лучевой терапии, а при сочетании с операцией — к нарушению сроков комбинированного лечения, что может негативно повлиять на онкологические результаты. Химиотерапия также сопровождается различными осложнениями, значительно ухудшающими качество жизни пациентов. Химиолучевая терапия приводит к таким осложнениям, как эпителииты, эпидермиты, энтериты и др., часто приводящим к нарушению режима облучения или введения цитостатиков и снижению их доз. Таким образом, активное противоопухолевое лечение, включающее обширное хирургическое вмешательство, радикальные дозы облучения, токсичные режимы химиотерапии, улучшает онкологические результаты, но в то же время приводит к нарушению функций организма, снижающих трудоспособность и качество жизни пациентов.

В этой связи профилактика и лечение осложнений активного противоопухолевого лечения приобрели особую актуальность. В последние годы появились многочисленные работы по применению физических факторов у онкологических больных.

Особый интерес представляет применение лазерного излучения в онкологии. Лазеpное излучение — это электромагнитные волны в пределах видимой и прилежащей к ней части светового спектра, от ультрафиолетового до инфракрасного. Источниками лазерного излучения являются оптические квантовые генераторы. В основу их работы положено явление образования и усиления электромагнитных волн с использованием вынужденного излучения квантовых систем на основе молекул и атомов.

При изучении действия электромагнитных полей на биологические структуры было показано, что в большинстве случаев оно сводится к тому или иному их влиянию на процессы управления и взаимосвязей в живом организме: между системами, между клетками, между молекулами. Иными словами, электромагнитное поле оказывает влияние на информационные взаимодействия в организме и, по-видимому, энергия поля служит только средством для осуществления этого влияния. Экспериментально установлено, что характер данной физиологической реакции на электромагнитное поле остается практически неизменным при вариации величины энергии воздействующего поля в довольно широких пределах. Более того, эффективность реакции может даже возрастать по мере уменьшения интенсивности воздействия. Все это приводит к предположению, что биологическая активность электромагнитных полей обусловливается не энергетическим, а информационным их взаимодействием с живыми организмами, т. е. главное в этом взаимодействии — не преобразование электромагнитной энергии в другие формы, а влияние электромагнитных полей на процессы преобразования, передачи, кодирования и хранения информации в живых системах [1].

Первый лазер с использованием рубина в качестве рабочего вещества был создан в 1960 г. С тех пор создано большое количество лазеров, отличающихся как параметрами энергии излучения, так и различным действием этого излучения на биологические структуры. В настоящее время можно говорить о двух основных направлениях лазерной биомедицины [2]. Первое — это макродеструкция целостности тканей и клеток, т. е. лазерная хирургия. Второе — молекулярная фотомедицина, основанная на фотофизических процессах, происходящих в клетках и тканях, т. е. низкоинтенсивная лазерная терапия.

Среди низкоэнергетических лазеров наибольшее распространение получили: гелий-неоновый лазер, дающий излучение с длиной волны 632,8 нм в красной области спектра, лазер на алюмо-иттриевом гранате с неодимом с излучением в зеленой части спектра, полупроводниковый лазер на арсениде гелия с длиной волны излучения 890—900 нм в инфракрасной области спектра, лазеры на жидких красителях с перестраиваемой длиной волны, гелий-кадмиевый лазер с длиной волны излучения в синей области спектра [3].

Наибольший интерес представляет действие низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) на биологические структуры. В результате проведенных обширных исследований учеными описаны биологические эффекты НИЛИ, которые имеют большое значение в практической медицине, так как, в отличие от лазерного излучения высокой мощности, НИЛИ не повреждает ткани организма. Напротив, оно оказывает противовоспалительное, иммунокорригирующее, обезболивающее действие, способствует заживлению ран, восстановлению равновесия между компонентами нервной системы [3—10]. Многообразие этих эффектов обусловлено механизмами ответа организма на лазерное излучение.

Свойства, возможности и особенности НИЛИ при воздействии на биологические структуры зависят от параметров лазерного излучения (длина волны излучения, энергетическая мощность, длительность лазерного воздействия) и особенностей структуры биологических тканей (оптические свойства ткани) [11].

С длиной волны излучения связана глубина проникновения его в ткани организма. Ширина терапевтического воздействия инфракрасного лазерного излучения значительно больше, чем красного спектра, так как оказывает влияние не только доза, но и частотная модуляция излучения, что способствует более глубокому (до 10 см) и лучшему проникновению в ткани из-за малой энергии его квантов [12].

Энергетическая мощность фотонов объясняет механизм физико-химических процессов в биологических структурах независимо от плотности мощности низкоэнергетического лазерного излучения: разрыв ковалентных связей в полимерных структурах наступает при действии энергии фотонов 340—350 кДж/моль; воздействие на ионные, водородные, Ван-дер-ваальсовы связи, а также на гидрофобные взаимодействия требует энергии от 8 до 250 кДж/моль. Энергетическая мощность фотонов снижается с увеличением длины волны и составляет 136 кДж/моль у инфракрасного лазерного излучения (длина волны 890 нм) по сравнению с 379 кДж/моль у ультрафиолетового излучения [12].

Длительность лазерного воздействия на биологические ткани вследствие высокой энергетической мощности фотонов оказывает влияние на особенности этого действия лазерного излучения от стимулирующего до ингибирующего и даже повреждающего, что может проявляться при действии ультрафиолетового лазерного излучения свыше 30—60 с. Для гелий-неонового лазерного излучения и излучения инфракрасной области спектра стимулирующее действие отмечено при локальном воздействии интенсивным светом 0,1—100 мВт/см² при экспозиции до 5 мин [13].

По имеющимся данным, НИЛИ оказывает действие на биологические мембраны клеток, вызывая деполяризацию клеточных мембран, гиперполяризацию мембранного потенциала, увеличение амплитуды потенциала действия на 10—15% и скорости его проведения, а также повышает активность К⁺-Na⁺-АТФазы, увеличивая активность АДФ/АТФ в зависимости от состояния электрохимического градиента мембраны клетки, активизируя НАДН-дегидрогеназу и систему цитохромов, цитохромоксидазы. В результате мембранных изменений в процесс фотореактивации включается внутриклеточная система антиоксидантных ферментов: каталазы, супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы и ускоряются процессы окислительного фосфорилирования. Гелий-неоновый и инфракрасный лазеры активно стимулируют функции фибробластов, повышая коллагенообразование в тканях после хирургического воздействия [12, 14, 15].

После 5—6 сеансов лазерного воздействия уменьшается выраженность воспалительно-дегенеративных изменений в тканях, отсутствует отечность, ускоряется эпителизация раневой поверхности, ускоряются окислительно-восстановительные реакции за счет увеличения потребления кислорода тканями, уменьшается содержание серотонина и гистамина в воспалительно измененных тканях, снижаются гликолитические процессы [4].

Действие низкоэнергетического лазерного излучения на сосуды микроциркуляторного русла вызывает расширение артериол, что увеличивает кровенаполнение в области приложения действия лазерного излучения, причем расширение это зависит от диаметра сосудов и от тонуса сосудистой стенки [13].

Влияние низкоэнергетического лазерного излучения на состояние иммунобиологической реактивности организма неоднозначно: у различных видов лазеров проявляется по-разному и в настоящее время до конца не изучено.

Важным свойством лазерного излучения является способность оказывать анальгетический эффект. Некоторые авторы связывают его с непосредственным влиянием излучения на болевые рецепторы, в результате которого происходит снижение частоты возникновения потенциалов действия, особенно выраженное у инфракрасного лазерного излучения. Повторное действие лазерного излучения на болевые рецепторы вызывает более выраженный положительный эффект [16—18].

В связи с тем, что лазерное излучение низких энергий преимущественно активизирует биологические реакции внутри клеток, стимулирует репаративные функции поврежденных тканей и, по мнению некоторых авторов, выступает как неспецифический биостимулятор, важно понимание о наличии или отсутствии стимулирующего влияния НИЛИ на рост злокачественных опухолей.

По данным ряда экспериментальных исследований [19], воздействие лазерного излучения на такие злокачественные опухоли, как меланома Гардинг-Насси, аденокарцинома 765, саркома 37 и карцинома Эрлиха стимулировало их рост. Дальнейшие научные поиски выявили, что в зависимости от параметров лазерного излучения (длина волны, плотность мощности лазерного излучения, длительность лазерного воздействия) может изменяться и направленность действия лазера на рост злокачественных опухолей.

Угнетение метастазирования, а в ряде случаев и полное подавление опухолевого роста при воздействии НИЛИ, описано И.Н. Димант и соавт. [20]. Ими показано, что излучение гелий-неонового лазера с длиной волны 632 нм приводит к некрозу опухоли и разрастанию соединительной ткани с развитием выраженных дистрофических процессов в клеточных элементах опухоли. Этими же исследователями зафиксировано двукратное удлинение срока жизни животных, оперированных по поводу саркомы мягких тканей с воздействием НИЛИ на нерадикально удаленную опухоль. В исследовании V. Schartinger и соавт. [21] на культуре клеток рака полости рта SCC-25 было показано достоверное подавление пролиферации и проапоптотическое действие НИЛИ in vitro в режиме облучения клеток в течение 3 дней по 15 мин.

В экспериментальном исследовании, проведенном в МНИОИ им. П.А. Герцена, было показано, что гелий-неоновое лазерное излучение длиной волны 632,8 нм с плотностью мощности излучения 0,5 мВт/см² способствует замедлению роста аденокарциномы молочной железы (са-755) у мышей С-57/BI, при этом опухолестатический эффект проявляется в течение всего курса (3—5 сеансов) лазерной терапии [4].

В исследовании А.Н. Шипиловой и соавт. [7] системная и местная терапия НИЛИ на аппарате «Лазон-ФТ» как в рамках терапевтического комплекса коррекции осложнений противоопухолевого лечения, так и в самостоятельном варианте была применена у 199 пациентов в возрасте 28—90 лет, которым в период с 2004 по 2010 г. проведено комплексное, химиолучевое и комбинированное лечение по поводу злокачественных новообразований женских половых органов, молочной железы и органов полости рта. Местная лазерная терапия как один из компонентов комплекса коррекции осложнений проведена у 59 больных, из них 41 получали специальное лечение по поводу опухолей полости рта, 10 — по поводу рака шейки и тела матки, 8 — по поводу рака молочной железы. При местной лазерной терапии проводили от 10 до 15 сеансов. Критериями окончания лечения являлись эпителизация зон эпидермита, эпителиита, послеоперационных ран, купирование болевого синдрома при эзофагитах, фарингитах, ларингитах, восстановление способности принимать пищу. Авторы показали, что применение НИЛИ в терапевтическом комплексе коррекции осложнений позволило снизить частоту послеоперационных эпителиитов влагалища I—II степени в 2—2,5 раза, частоту эпидермитов I—III степени в 2—4 раза, достичь эпителизации эпидермитов после 5—7 сеансов, улучшить качество жизни и переносимость лечения у пациентов с мукозитами полости рта, эзофагитами, ларингитами за счет купирования отека слизистой оболочки, уменьшения степени выраженности болевого синдрома после 4—5 сеансов и полного купирования после 8—10 сеансов лазерной терапии, сокращения сроков эпителизации афт, улучшения акта приема пищи, а также позволило сократить продолжительность перерывов между этапами лечения в среднем на 14 дней [7].

P. Carvalho и соавт. [6] провели проспективное исследование эффективности НИЛИ в профилактике и лечении мукозитов у 70 пациентов со злокачественными опухолями полости рта и ротоглотки. Пациенты были рандомизированы на две группы, отличающиеся по мощности и плотности энергии лазерного излучения (15 мВт и 3,8 Дж/см² — 1-я группа; 5 мВт и 1,3 Дж/см² — 2-я группа). Лечение в обеих группах начинали с первого дня лучевой терапии. Авторы показали, что НИЛИ эффективно для контроля интенсивности мукозита и боли, при этом во 2-й группе степень мукозитов (по шкалам NCI и WHO) была достоверно выше, а в 1-й группе у пациентов был меньший уровень боли (по визуально-аналоговой шкале).

В работе М.В. Вусик [22], посвященной профилактике и лечению местных функциональных нарушений и рубцовых стенозов пищеводных анастомозов после радикальных операций по поводу рака желудка с использованием НИЛИ с источником на парах меди с длиной волны 510,6 и 578,2 нм, показано корригирующее влияние лазерного излучения на клинико-эндоскопические параметры, факторы защиты слизевого барьера и морфофункциональные показатели слизистой оболочки оставшейся части желудка.

J. da Silva и соавт. [3] в обзоре литературы с 1960 по 2008 г. по применению лазерной терапии для заживления тканей показали, что лазерная терапия ускоряет процессы заживления. Однако применение различных лазерных источников и разнообразных протоколов не позволили сравнить результаты лечения и выбрать наилучшие параметры.

Внимание ученых привлекает проблема магнитных полей, которые используются в медицинской практике при различных заболеваниях. Показано, что терапевтический эффект лазерного воздействия на ткани живого организма значительно усиливается в магнитном поле (магнитно-лазерная терапия) за счет усиления процессов метаболизма. При сочетанном воздействии низкоинтенсивного лазерного излучения и постоянного магнитного поля на одну и ту же область биологического объекта происходит не простое суммирование однонаправленного действия, а развиваются качественно новые процессы [22].

Магнитное поле терапевтических дозировок (10—60 мТл) изменяет ориентационные связи, электростатические взаимодействия между диполями, ионные связи, влияет на индукционные и дисперсные связи. Следовательно, постоянное магнитное поле придает определенное направление оптической оси биоткани, влияет на дифракцию и рассеивание света в ней.

Энергия квантов низкоинтенсивного лазерного излучения нарушает электрические связи между ионами, молекулами воды и другими ионами. Постоянное магнитное поле способствует этим реакциям и одновременно препятствует рекомбинации ионов в процессе магнитного воздействия. Постоянное магнитное поле придает определенную ориентацию молекулярным диполям, выступает в роли своеобразного поляризатора [23]. А поскольку постоянное магнитное поле при сочетании с лазерным излучением расположено перпендикулярно световому потоку и магнит ориентирован по периметру облучаемого участка, то основная масса диполей распределяется вдоль светового потока, что увеличивает глубину его проникновения в ткани.

Работы по изучению действия на опухоль постоянного или переменного магнитного поля на животных проводились как в России, так и в зарубежных странах. Интересны сведения некоторых авторов о комбинированном воздействии магнитного поля и лучевой терапии или химиотерапии. Л.Х. Гаркави и соавт. [24] указывают на различное влияние магнитного поля на опухолевый процесс при химиолучевом лечении в зависимости от реакции организма. Максимальный противоопухолевый эффект был получен при немедленном лучевом воздействии на саркомы-45 у крыс после снятия с них постоянного магнитного поля напряженностью 60 мТ, т. е. постоянное магнитное поле повышает радиочувствительность опухолей. Опубликованы работы о применении магнитного поля с целью уменьшения побочных явлений лучевого воздействия и химиотерапии опухолей. Так, авторы указывают, что постоянное магнитное поле напряженностью до 30 мТ является протектором от радиации. Такие же результаты получены А.М. Демецким и соавт. [25] в опытах на животных при применении постоянного магнитного поля индукцией 10—25 мТ. Г.В. Жукова и соавт. [26] показали, что переменное магнитное поле снижает повышенный при введении химиопрепарата гистамин, нормализует его содержание в лейкоцитах. Г.М. Порубова и соавт. [27] использовали омагниченный раствор 5-фторурацила в лечении крыс с карциномой Эрлиха. Повышение его противоопухолевого эффекта позволило снизить его дозу без уменьшения терапевтического действия. Однако следует отметить, что в исследовании R. Cadossi и соавт. [28] воздействие переменного магнитного поля сразу после облучения мышей приводило к большей степени повреждения костного мозга, что проявлялось замедленным восстановлением нормального количества лейкоцитов в периферической крови по сравнению с группой мышей, которым проводили только облучение.

Не без оснований предполагают, что низкочастотные электромагнитные поля имеют недостаточно энергии, чтобы вызывать ионизацию, следовательно, они неканцерогенны. Неионизирующие электромагнитные поля могут в некоторых случаях действовать на клеточные мембраны, молекулярные структуры и физиологические процессы, но это не связано с канцерогенностью [29, 30].

1. НИЛИ и магнитно-лазерное излучение оказывают противовоспалительное, иммунокорригирующее, обезболивающее действие, способствуют заживлению ран, восстановлению равновесия между компонентами нервной системы.

2. НИЛИ и магнитно-лазерное излучение с параметрами, используемыми в клинической практике, не стимулируют опухолевый рост и не влияют на онкологические результаты лечения.

3. Физические факторы воздействия можно применять как в плане профилактики осложнений активного противоопухолевого лечения, так и в комплексе корригирующей терапии.